Способ очистки сточных вод от органических примесей

 

Изобретение относится к способам очистки сточных вод от органических примесей и позволяет повысить на 7-15% степень очистки сточных вод в многоцикличном режиме. Адсорбционное поглощение органических примесей ведут на новом адсорбенте, содержащем в качестве основы пористый силикагель, а в качестве промотирующих добавок смесь оксидов поливалентных металлов - кобальта, никеля и меди в количестве 4,3-6,1 мас.% при следующем их количественном соотношении в смеси, мас.%: оксид никеля 50-60} оксид меди 25-35; оксид кобальта 10-20. Затем окисляют примеси перекисью водорода в количестве 4 5 мг/мг адсорбированных примесей. 1 з.п.ф-лы 4 табл. i

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) Ai (51)4 С 02 F 1/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЖРЬФИЙ (21) 3976712/31-26 (22) 23.10i85 (46) 07.08.87. Бюл. В 29 (71) Ленинградский инженерно-строительный институт (72) С.В.Яковлев, И.Г.Краснобородько, Е.М.Моносов и В.В Кузнецов (53) 661.183.12 (088.8) (56) Когановский А.М. и др, Очистка и использование сточных вод в промышленном водоснабжении. - М., 1983, с.259.

Вебер Н.В. и др. Исследование каталитической активности хромита меди и некоторых. кобальтитов на носителях в реакции полного ькисления фурилового спирта. — ЖПХ, 1975, вып. 8, с. 1857-1859.

Миронов А.М. Исследованйе методов очистки газов от хлора. Дис. íà соиск. учен..степени канд.хим.наук.

Л., ЛТИ, 1970, с. 96-99, (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ

ОРГАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ (57) Изобретение относится к способам очистки сточных вод от органических примесей и позволяет повысить .на 7-15Х степень очистки сточных вод в многоцикличном режиме. Адсорбционное поглощение органических примесей ведут на новом адсорбенте, содержащем в качестве основы пористый симикагель, а в качестве промотирующих добавок смесь оксидов поливалентных металлов - кобальта, никеля и меди в количестве 4,3-6,1 мас.й при следующем их количественном соотношении в смеси, мас.Ж: оксид никеля 50-60; оксид меди 25-35; окснд кобальта

10-2О. Затем окисляют примеси перекисью водорода в количестве 4

5 мг/мг адсорбированных примесей.

1 з.п.ф-лы, 4 табл.

13283

Изобретение относится к способам очистки сточных вод от органических .примесей, конкретно от трудноокисляемых органических красителей и синте5 тических поверхностно-активных веществ (СПАВ), а также к получению адсорбентов для их очистки и может быть использовано в целях глубокой очистки сточных вод красильно-отделочных 0 производств текстильной, кожевенной и трикотажной промьппленности, предприятий бытовой химии.

Целью изобретения является повьппение степени очистки сточных вод от органических примесей в многоцикличном режиме.

П р и М е р 1. Приготовление адсорбента-катализатора для осуществления процесса, .20

В качестве носителя адсорбентакаталиэатора используют силикагель гранулированный с размером гранул

1-3 мм. Адсорбент-катализатор готовят по известнбй методике. Силикагель су- 25 о шат в течение 2 ч при 150 С, затем пропитывают раствором солей активных компонентбв. Пропиточный раствор содержит 120 г/л смеси нитратных солей

N1 Си Со ° 30

Пропитку носителя проводят, погружая его в раствор солей М,Cu Ñî из расчета один объем раствора на один объем носителя и выдерживая при

60-70 С в течение 70 мин при перио35 дическом перемешивании. За это время практически вытесняется весь воздух,. что предотвращает разрушение носителя при последующей термообработке, Дпя равномерного распределения активных компонентов на поверхности носи" . теля последний выдерживают в раство" ре 3-4 ч при 80-90 С, затем раствор упаривают. После этого носитель с активными компонентами прокаливают при

300-350 С в течение 2,5-5 ч до полного прекращения выделения окислов азоТа. Общее содержание суммы оксидов

4-6 мас.%, Оптимальный адсорбент-катализатор получают из раствора кон 50 центрацией, г/л: Ni (NO))1 60; Cu (NO )

36; Co(NÎ ) 24.

Для определения необходимой концентрации суммы оксидов на силикагеле проводят опыты по очистке сточных вод от красителей и спав. Опыты проводят, в лабораторных условиях на установке ° В реактор с коаксиально расположенным фильтром, заполненным ад00 г сорбентом-катализатором, заливают предназначенный для очистки сток так, что уровень воды на 1-2 см вьппе уровня катализатора. Для аэрирования стока и создания циркуляции очищаемой, воды через неподвижный адсорбент-катализатор в реактор через патрубок. компрессором нагнетают воздух. Для достижения требуемого эффекта очистки сточных вод, содержащих органические красители и СПАВ, с общей концентрацией органических загрязнений по ХПК 140 мг/л и СПАВ 20 мг/л, проводят данный процесс (выделение органических загрязнений на поверхность адсорбента-катализатора) в течение

6 мин. При этом объем адсорбента-катализатора в реакторе составляет

9,5 л, объем обрабатываемых сточных вод 4,8 л, Данный объем адсорбентакатализатора позволяет без ухудшения качества сорбата осуществлять десять

6-минутных циклов, т.е. очищать 48 л сточных вод, После окончания десятого цикла в обработанную сточную воду добавляют раствор 30%-ной перекиси водорода из расчета 5 мг Н<0 на

l мг адсорбированных органических загрязнений и аналогичным. образом в течение промежутка времени, необходимого для полного разложения перекиси водорода, окисляют хемосорбированные органические загрязнения.После этого процесс повторяют с регенерированным адсорбентом-катализатором.

Концентрацию суммы оксидов при получении адсорбента варьируют в пределах 2-9 мас.%, меняя концентрацию пропиточного раствора от 50 до

200 г/л смеси нитратных солей с соотношением Ni(NO)) . Си(ИО ) г

Со(НО,) 2,5 : 1,5 : 1. При этом полученный адсорбент-катализатор содержит 1 — 10 мас.% активных компонентов с содержанием оксидов,7:

Ni 55; Си, 30; Со 15.

Результаты эксперимента представлены в табл.1, Как видно из табл.1, необходимая концентрация суммы оксидов на силикагеле составляет 4-6 мас.%. Увеличение концентрации активных компонентов (свьппе 6 мас.%) приводит к уменьшению сорбционной емкости адсорбента-катализатора и, как следствие, к снижению эффекта очистки сточных вод. Кроме того, с увеличением коли1328300 чества активных компонентов происходит снижение степени регенерации адсорбента-катализатора из-эа уменьшения удельной поверхности катализатора и изменения структуры вследст5 вие забивания пор.

При концентрации активных компонентов менее 4-6 мас.Х степень регенерации адсорбента-катализатора значительно понижается, что приводит к уменьшению полных циклов очистки и, в конечном итоге, к преждевременно му отравлению адсорбента-катализатора, 15

Пример 2. В условиях примера 1 проводят определение необходимого состава суммы оксидов никеля, кобальта и меди на силикагеле, Результаты этих экспериментов

20 представлены в табл. 2, Как видно из табл,2, лучшие результаты получают при следующем составе:оксидов,Х: Ni 50-60; Со 10-20;

Си 25-35. Это объясняется тем, что 25 при уменьшении содержания той или .иной примеси уровень Ферми всегда подтягивается к середине запретной эоны. Увеличение концентрации примесей вызывает монотонное смещение 30 уровня Ферми. Следовательно, по мере увеличения концентрации примесей они выступают то как яд, то как промотор по отношению к той же реакции.

Пример 3. С целью определения оптимальной дозы перекиси водорода, необходимой для окисления адсорбированных органических примесей,проводят эксперименты.по примеру 1. В качестве адсорбента-катализатора используют тройную смесь оксидов на силикагеле следующего состава,Х:

Ni 55; Со 15; Си 30.

Влияние дозы перекиси водорода на эффективность очистки сточных вод и 45 степень регенерации адсорбента-катализатора, показано в табл,3, Как видно из табл.3, лучшие результаты получают при соотношении дозы перекиси водорода к единице адсорбированных органических примесей

4,5-5 мг/мг адсорбированных загрязнений. При соотношении дозы перекиси, водорода больше 5 мг/мг степень регенерации растет незначительно и происходит перерасход дорогостоящего реагента. Кроме того, несколько снижается и эффективность очистки сточных вод, что связано с непропорциональностью скоростей разложения перекиси водорода и каталитического окисления органических загрязнений, Таким образом, благодаря предварительному концентрированию.органических красителей и СПАВ на сложном адсорбенте-катализаторе с предлагаемым процентным соотношением компонентов и последующему разложению их перекисью водорода достигается 95-96Х снижение бихроматной окисляемости при одновременной постоянной регенерации адсорбента-катализатора, Пример 4, Для сравнительной проверки предлагаемого способа с известным сточные воды, содержащие красители и СПАВ, подвергают обработке в следующих режимах.

По известному способу сточную воду, содержащую красители и ПАВ и имеющую ХПК 140 мг/л, обрабатывают озоном (концентрация 40 г/м ), а saЬ тем фильтруют через активированный уголь АГ-3 крупностью 3-5 мм и высотой загрузки 1,0 м со скоростью

10 м/ч, По предлагаемому способу ту же исходную сточную воду обрабатывают по примеру 1 в каталитическом реакторе адсорбентом-катализатором, который представляет собой силикагель, модифицированный оксидами Со,Cu Ni следующего состава,X: Ni 55; Си 30;

Со 15, а также с использованием известного адсорбента при проведении процесса очистки в предлагаемом режиме аналогично примеру 1. Известный адсорбент-катализатор содержит

24 мас.Х хромита меди на силикагеле, его получают пропиткой силикагеля

КСК избытком раствора бихромата меди и последующими сушкой и прокаливанием до образования шпинели.

Усредненные данные этого экспери" мента сведены в табл.4.

Как видно из табл.4, предлагаемые адсорбент-катализатор и режим проведения очистки сточных вод по всем технологическим показателям превосходят известные. Степень очистки возрастает в среднем на 35-40Х а степень регенерации на 20Х, что в конечном итоге обеспечивает возможность проведения около 200 циклов очистки сточных вод, по сравнению с известным способом.

5 1328300 6

Ф о р м у л а и s о б р е т е н и я щем их количественном соотношении в смеси, мас.%:

1. Способ очистки сточных вод от органических примесей, включающий их адсорбционное поглощение и окисление, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки в многоцикличном режиме, адсорбционное поглощение ведут на композиционном адсорбенте на основе силикагеля, содержащем 4,3-6,1 мас.% смеси оксидов никеля, меди и кобальта, при следую50-60

25-35

10-20

Оксид никеля

Оксид меди

Оксид кобальта

4,3 5,4 6,1. 7,4 8,6

9,3

2,2 3,1

Концентрация активных компонентов,мас.%

Эффективность очистки по

ХПК, %

95,3 96,0 95,8 90,1 83,4 74,2

81,4 85,6

Степень регенерации адсорбента-катализатора, %

51,2 68,9 94,2 94,7 94,7 86,2 86,3 86,4

Количество

196 183 156 140

196 198.

18

Таблица2

Состав катализатора, %

Ni 45

50

50 55 55 55

35 30 35 35

60

Си

35

10

15 15 10 20

20

Эффективность очистки по

ХПК, % 94,1 96,2 94,6 87,9 96,1 95,2 93,8 95,2 89,2

Степень регенерации адсорбентакатализатора, %

74, 89

90 95 92

94

93 64 полных циклов без изменения зффекта очистки и степени регенерации адсорбента-катализато а а окисление ведут перекисью водорода после поглощения примесей.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю—

10 шийся тем, что перекись водорода берут в количестве 4-5 мг/мг адсорбированных примесей.

Таблица 1

1328300

Т а блица 3

Показатели при дозе Нэ02, мг/мг адсорбированных загрязнений

Характеристика способа

Зэ5 4эО 4э5 5эО 5э5 6 ° 0

94,8 94,9

89,3 94,1

94,6

94,7

94,6 91,2

95;8

94,3 94,7 96,2

Т а б л и ц а 4

Характеристика качества воды

Эффективность очистки водыэйэ с использованием известного адсорбента методики известного спо-. соба

140

81,2

96,0

Интенсивность окраски

1:2000

99,2

97,5

99,7

57,6

СПАВ

20,3

92,6

Степень регенерации адсорбента-катализатора

94,7

73,2

Количество полных циклов очистки

189

64,0

Составитель Л.Ананьева

Техред М. Ходанич

Корректор А. Тяско

Редактор Н.Гунько

Заказ 3446/25

Подписное

Тираж 850

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4

Степень регенерации адсорбента-катализатора, Х

Эффективность очистки по

ХПК, Ж

Показатели для исход ной Водыэ мг/л предлагае" мого адсорбентакатализатора